生產(chǎn)與運作管理 第4版 課件 第06章 流水生產(chǎn)線組織-顏瑞

生產(chǎn)與運作管理主講教師：？？？？？？大學？？？學院生產(chǎn)與運作管理1第6章流水生產(chǎn)線組織6.1流水生產(chǎn)線的基本概念6.2單一對象流水線的組織設計6.3多品種流水線的設計6.4多品種小批量生產(chǎn)生產(chǎn)與運作管理2流水生產(chǎn)線：又稱為生產(chǎn)對象專業(yè)化布置(ProductLayout)，是一種先進的生產(chǎn)組織形式。它是按照產(chǎn)品(零部件)的生產(chǎn)工藝順序把完成相同生產(chǎn)對象的設備和人員集中起來組成的生產(chǎn)單位。工作地安生產(chǎn)工序順序排列,產(chǎn)品(零部件)按照一定的速度,順序和有節(jié)奏地通過各個工作地，依次被加工，直到生產(chǎn)出成品。6.1流水生產(chǎn)線的基本概念生產(chǎn)與運作管理3特征：工作地專業(yè)化程度高，生產(chǎn)有明確的節(jié)奏性。在流水生產(chǎn)線上固定生產(chǎn)一種或少數(shù)幾種制品,每個工作地固定完成—道或幾道工序。生產(chǎn)與運作管理4特征：工藝過程是封閉的,具有高度的連續(xù)性。工作地按工藝順序排列,生產(chǎn)對象在工序間單向移動。生產(chǎn)與運作管理5特征：各工作地的加工時間同其設備數(shù)量的比值相等或相近。

生產(chǎn)與運作管理6優(yōu)點：（1）整個生產(chǎn)過程平行連續(xù),協(xié)調(diào)均衡。（2）有利于機器設備和人力的充分利用。（3）最大限度地縮短生產(chǎn)周朗。（4）縮短運輸路線,工序間的在制品數(shù)量很少。（5）由于工作地專業(yè)化程度高,能采用專業(yè)設備和工具，有利于提高勞動生產(chǎn)率。生產(chǎn)與運作管理7優(yōu)點：生產(chǎn)對象專業(yè)化設施布置能夠給企業(yè)帶來如下效益：（1）高生產(chǎn)效率，高產(chǎn)量和低成本。（2）由于長時間大量生產(chǎn)相同或相近的產(chǎn)品，可以獲得穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量。（3）由于生產(chǎn)路線相對簡單，其管理也相對簡單。生產(chǎn)與運作管理8優(yōu)點：生產(chǎn)對象專業(yè)化設施布置能夠給企業(yè)帶來如下效益：（4）對于生產(chǎn)線上工作準確度要求高、重復頻率高和枯燥的作業(yè)，可以采用高效的專用設備，以提高工作準確度、降低工人的勞動強度，并進一步提高生產(chǎn)效率。生產(chǎn)與運作管理9優(yōu)點：在帶來經(jīng)濟效益的同時，生產(chǎn)對象專業(yè)化設施布置也有其局限性：（1）該生產(chǎn)系統(tǒng)中，產(chǎn)品品種少，對需求變化的適應能力比較差。（2）在顧客需求個性化程度不斷提高的現(xiàn)代社會中，有效提高環(huán)境適應性是這種生產(chǎn)系統(tǒng)面臨的艱巨挑戰(zhàn)。（3）工人不可避免地需要承受勞動強度大和精神緊張的壓力。

生產(chǎn)與運作管理10固定流水生產(chǎn)線：生產(chǎn)對象固定，工人攜帶工具順序地對生產(chǎn)對象進行加工。形式：生產(chǎn)對象是否移動移動流水生產(chǎn)線：設備和工人地位置固定，生產(chǎn)對象順序經(jīng)過各道工序的工作地進行加工。生產(chǎn)與運作管理11單一品種流水生產(chǎn)線：只固定生產(chǎn)一種制品。形式：生產(chǎn)品種數(shù)量的多少多品種流水生產(chǎn)線：生產(chǎn)兩種或兩種以上的產(chǎn)品?？煞譃椋?/p>

可變流水線：分批輪換地制造固定在流水生產(chǎn)線上的幾個品種?；旌狭魉€：將生產(chǎn)作業(yè)方式大致相同的特定幾個品種在流水生產(chǎn)線上混合連續(xù)生產(chǎn)。成組流水線生產(chǎn)與運作管理12連續(xù)流水生產(chǎn)線：產(chǎn)品在一個工作地加工完畢后，立即轉(zhuǎn)到下一個工作地繼續(xù)加工，中間沒有停歇時間。形式：生產(chǎn)連續(xù)程度間斷流水生產(chǎn)線：由于流水生產(chǎn)線上各工作地的加工時間不相等或加工時間與設備數(shù)量不成倍比關(guān)系，產(chǎn)品在一個工作地加工完成后，在下一個工作地加工開始之前，存在停歇時間，即生產(chǎn)過程中存在間斷現(xiàn)象。生產(chǎn)與運作管理13強制節(jié)拍流水生產(chǎn)線：準確地按節(jié)拍生產(chǎn)，用機械化運輸裝置保證固定的節(jié)拍。形式：維持生產(chǎn)節(jié)奏的方式自由節(jié)拍流生產(chǎn)水線：不要求嚴格地按照固定的節(jié)拍進行生產(chǎn)，節(jié)拍主要靠工作的熟練程度保證。生產(chǎn)與運作管理14流水生產(chǎn)線示意圖工人傳送帶工人產(chǎn)品移動路線工人在生產(chǎn)線的一旁或兩旁，對傳送帶上的產(chǎn)品進行加工。產(chǎn)品從各工作地流過的時間，不大于生產(chǎn)線的節(jié)拍。生產(chǎn)與運作管理15組織流水生產(chǎn)線的條件產(chǎn)品設計已經(jīng)定形，工藝先進。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)：要能反應現(xiàn)代科學技術(shù)成就，并基本定型，有良好的工藝性和互換性。工藝：要求工藝規(guī)程能穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量，采用先進的經(jīng)濟合理的工藝方法、設備和工具。生產(chǎn)與運作管理16組織流水生產(chǎn)線的條件產(chǎn)品需求量大，需求旺盛期長。生產(chǎn)與運作管理17組織流水生產(chǎn)線的條件生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝過程可劃分為簡單的工序，可按生產(chǎn)線組織的要求進行分解、合并。各工作地的加工時間應與流水生產(chǎn)線的節(jié)拍相等，或各工作地的加工時間與其設備數(shù)的比值相等或相近，即同期化。生產(chǎn)與運作管理18第6章流水生產(chǎn)線組織6.1流水生產(chǎn)線的基本概念6.2單一對象流水線的組織設計6.3多品種流水線的設計6.4多品種小批量生產(chǎn)生產(chǎn)與運作管理196.2單一對象流水線的組織設計一般單一對象流水生產(chǎn)線的設計過程根據(jù)作業(yè)內(nèi)容確定產(chǎn)品裝配網(wǎng)絡圖確定流水線的節(jié)拍確定需要的工作地數(shù)進行流水線平衡確定各工序的設備數(shù)配備工人選擇傳送裝置確定平面布置生產(chǎn)與運作管理20例題1假設一種產(chǎn)品具有進行大量生產(chǎn)的條件，需要設計一條流水生產(chǎn)線。該產(chǎn)品的設計已經(jīng)定型，整個生產(chǎn)過程由8項作業(yè)組成。該產(chǎn)品需要每天生產(chǎn)360件，生產(chǎn)線計劃每天運行450分鐘。表6-1作業(yè)時間及順序作業(yè)作業(yè)時間/(秒)緊前作業(yè)A30--B35AC30AD35BE25CF65CG40E,FH25D,G生產(chǎn)與運作管理21第一步畫出裝配該產(chǎn)品的裝配網(wǎng)絡圖圖6-2裝配網(wǎng)絡圖

生產(chǎn)與運作管理22第二步確定流水生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍(CycleTime)一般情況下生產(chǎn)節(jié)拍r=工作時間/計劃產(chǎn)量本題：生產(chǎn)節(jié)拍r=工作時間/計劃產(chǎn)量=450分鐘/360件=1.25分鐘/件=75秒/件生產(chǎn)與運作管理23第三步計算最少所需工作地數(shù)

S——流水線需要的最少工作地數(shù)T——裝配網(wǎng)絡圖上所有作業(yè)時間之和r——生產(chǎn)節(jié)拍括號[]中的數(shù)若不是整數(shù)，則取大于該數(shù)的最小整數(shù)。本題，需要的工作地數(shù)S=[(1.4+0.5+0.6+0.7+0.6+0.5+0.9+0.8)/1.5]=4個生產(chǎn)與運作管理24第四步進行流水線平衡原則:不違反作業(yè)先后順序(2)各工作地的單件作業(yè)時間不大于生產(chǎn)節(jié)拍(3)使工作地數(shù)盡可能少(4)先分配后續(xù)作業(yè)數(shù)多的作業(yè)(5)先分配后續(xù)作業(yè)時間長的作業(yè)生產(chǎn)與運作管理25第四步進行流水線平衡方法:分支定界法（最規(guī)范和有效）(2)表上作業(yè)（簡單的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，直觀，并且便于觀察和計算）生產(chǎn)與運作管理26第四步進行流水線平衡本題使用表上作業(yè)方法:首先給第一個工作的分配作業(yè)，在給第一個工作地分配作業(yè)后，可以計算在這種分配方案下整個流水線最少需要多少個工作地。S1k——根據(jù)第1工作地的作業(yè)分配方案求得的流水線的最少工作地數(shù)，k是第一個工作地的分配方案序號，用于該工作地存在復數(shù)個分配方案的情況；T1k——第1工作地的作業(yè)時間。生產(chǎn)與運作管理27第四步進行流水線平衡S1k=1+[（285-60）/75]=4（個）這里k=1，因為只存在一個方案。第二個工作地的分配方案為B和E，S2k=2+[（285-60-60）/75]=5（個）第三個工作地的分配方案為D，S3k=3+[（285-60-60-35）/75]=5（個）第四個工作地的分配方案為F，S4k=4+[（285-60-60-35-65）/75]=5（個）第五個工作地的分配方案為G和H，S5k=5+[（285-60-60-35-65-65）/75]=5（個）生產(chǎn)與運作管理28第四步進行流水線平衡工作地待分配作業(yè)剩余時間可能的后續(xù)作業(yè)選擇的作業(yè)1A45B,CC

C15--2B40D,EE

E15--3D40--4F10--5G35HH

H10--表6-2流水線平衡過程該流水生產(chǎn)線平衡方案的設備利用率=裝配網(wǎng)絡圖上各項作業(yè)的時間總和/（節(jié)拍×工作地數(shù)）285/(75×5)=76%。生產(chǎn)與運作管理29第五步和第六步根據(jù)流水生產(chǎn)線平衡的結(jié)果確定各工作地需要的設備數(shù)并確定流水線上的工人人數(shù)。工序設備數(shù)=[工序單件加工時間/生產(chǎn)節(jié)拍]，中括號的意思是取比這個值大的最小的整數(shù)。流水線的工人人數(shù)要根據(jù)設備對操作工人人數(shù)的要求確定。一般人數(shù)確定后，還要增加10%左右的后備人員，以滿足生產(chǎn)系統(tǒng)不確定性的需要。生產(chǎn)與運作管理30選擇傳送裝置流水線的效率大于70%→自動傳送裝置，建立強制節(jié)拍流水線流水線的效率小于70%→手動輥道等裝置，建立自由節(jié)拍流水線生產(chǎn)與運作管理31確定平面布置方案主要考慮場地限制，平面布置結(jié)構(gòu)包括：直線型曲線形弧形環(huán)形如果需要把流水線建在多層結(jié)構(gòu)的廠房里，還可以建成立體布置的流水線。生產(chǎn)與運作管理32例題2設裝配某產(chǎn)品的節(jié)拍為10分鐘，整個裝配工作可分解為11項作業(yè)，各作業(yè)的先后順序和時間定額如表6-3所示。作業(yè)作業(yè)時間/(分鐘)緊前作業(yè)16--221351471511622762833,4,5956,710581149,10表6-3作業(yè)時間定額和先后順序生產(chǎn)與運作管理33畫出裝配該產(chǎn)品的裝配網(wǎng)絡圖圖6-3裝配網(wǎng)絡圖生產(chǎn)與運作管理34用分支定界法確定最優(yōu)的流水線平衡方案分支定界法：利用分支定界并尋找最新活動節(jié)點的原理，求出可行的作業(yè)組合方案，然后，一面依靠回溯檢查，消除明顯不良的作業(yè)組合方案，一面求出能使裝配工序數(shù)為最小的作業(yè)組合方案。生產(chǎn)與運作管理35用分支定界法確定最優(yōu)的流水線平衡方案先求第一個可行解。列出所有可能作為第1工作地的作業(yè)組合。方框左下角的數(shù)值為Sik

，右下角的數(shù)值為Tik，i為工作地序號。圖6-4分支定界法計算過程生產(chǎn)與運作管理36用分支定界法確定最優(yōu)的流水線平衡方案全部作業(yè)分配完畢后，由最后一道工序向前回溯。圖6-5分支定界法計算過程生產(chǎn)與運作管理37用分支定界法確定最優(yōu)的流水線平衡方案流水線平衡的結(jié)果為：工作地1：{1，2，6}工作地2：{5，7}工作地3：{3，9}工作地4：{4，8}工作地5：{10，11}生產(chǎn)與運作管理38第6章流水生產(chǎn)線組織6.1流水生產(chǎn)線的基本概念6.2單一對象流水線的組織設計6.3多品種流水線的設計6.4多品種小批量生產(chǎn)生產(chǎn)與運作管理39只有當產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上、工藝上相同或相似時，才有可能組織多品種流水生產(chǎn)。目前，可以采用的是可變流水線和混合流水線兩種生產(chǎn)組織形式。6.3多品種流水線的設計生產(chǎn)與運作管理40可變流水線基本特征一條流水線上輪番生產(chǎn)多種產(chǎn)品由一種產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為另一種產(chǎn)品時,流水線需要做小量的調(diào)整輪番生產(chǎn)的時間間隔可長可短,根據(jù)市場對各種產(chǎn)品的需求決定生產(chǎn)某種產(chǎn)品時，流水線如單一流水線那樣工作生產(chǎn)與運作管理41可變流水線可變流水線的設計程序與單一對象流水線的程序基本相同，只是節(jié)拍和設備數(shù)量的計算要做一些改變。（1）節(jié)拍計算（2）計算各工序設備數(shù)量代表產(chǎn)品法勞動量比重法生產(chǎn)與運作管理42可變流水線代表產(chǎn)品法:代表產(chǎn)品法是將各種產(chǎn)品的產(chǎn)量按加工勞動量折合為某一種代表產(chǎn)品的產(chǎn)量,然后計算儀表產(chǎn)品的節(jié)拍。設在某可變流水產(chǎn)線上加工A、B、C三種產(chǎn)品,其計算產(chǎn)量分別為NA

、NB

、NC,產(chǎn)品工時定額分別為TA

、TB

、TC。首先選定代表產(chǎn)品,假定為A,再將產(chǎn)品B和C的產(chǎn)量換算為A的產(chǎn)量,則總產(chǎn)量N為

N＝NA＋ε1NB+ε2NC生產(chǎn)與運作管理43可變流水線如用于生產(chǎn)的有效時間為T有效,則各種產(chǎn)品的節(jié)拍

rA、rB、rc

為:生產(chǎn)與運作管理44可變流水線假設在可變流水生產(chǎn)生產(chǎn)A、B、C三種產(chǎn)品,其計劃月產(chǎn)量分別為2000、1875、1857件，每種產(chǎn)品在流水線上各工序單件作業(yè)時間之和分別為40min、32min、28min,流水生產(chǎn)線按兩班制工作，每月有效工作時間為24000min,選擇A為代表產(chǎn)品則計劃期以代表產(chǎn)品A計算的總產(chǎn)量＝

代表產(chǎn)品A的節(jié)拍產(chǎn)品B的節(jié)拍產(chǎn)品C的節(jié)拍生產(chǎn)與運作管理45可變流水線加工勞動量比重法：加工勞動量比重法是按各種產(chǎn)品在流水生產(chǎn)線加工的總勞動量中占的比重分配有效工作時間，然后計算各種節(jié)拍的方法。設A、B、C三種產(chǎn)品的加工勞動量在總勞動量中所占的比重為,則，生產(chǎn)與運作管理46可變流水線例如，上例中A、B、C三種產(chǎn)品的加工勞動量在總勞動量中所占的比重分別為A產(chǎn)品勞動量占總勞動量的比重同理求得B產(chǎn)品勞動量占總勞動量的比重31.25％，C產(chǎn)品勞動量占總勞動量的比重27.08％。產(chǎn)品A的節(jié)拍產(chǎn)品B的節(jié)拍產(chǎn)品C的節(jié)拍生產(chǎn)與運作管理47可變流水線計算各工序設備數(shù)量:基本公式：S＝T/r在各工序的設備需要數(shù)量滿足下面的系列等式時，才能使可變流水線上的設備和人員達到滿負荷，并有利于組織管理。否則需要進行工序同期化處理。SA1＝SB1＝SC1

SA2＝SB2＝SC2SAM=SBM=SCM

生產(chǎn)與運作管理48可變流水線

優(yōu)點：提高流水生產(chǎn)方式適應市場需求多樣化的能力。缺點：市場對各品種的需求不是輪番發(fā)生的，而是均勻發(fā)生的。為了能隨時提供多種產(chǎn)品，只能靠維持較高庫存量的方法解決。不符合有效利用資源，提高生產(chǎn)效率的要求。生產(chǎn)與運作管理49混合流水生產(chǎn)線基本特征同一條流水線上按固定的順序同時生產(chǎn)多品種產(chǎn)品不允許頻繁調(diào)整設備，要求產(chǎn)品是結(jié)構(gòu)和工藝特征相似的系列產(chǎn)品各生產(chǎn)環(huán)節(jié)銜接順暢，盡量實現(xiàn)同步化要求有訓練有素和能夠勝任多工種的生產(chǎn)工人生產(chǎn)與運作管理50混合流水生產(chǎn)線在流水線上進行混流生產(chǎn)時，要解決產(chǎn)品的加工順序的問題。一個比較簡單的解決方法是生產(chǎn)比倒數(shù)法。生產(chǎn)比倒數(shù)法：從各產(chǎn)品計劃產(chǎn)量中找出最大公約數(shù)，計算各產(chǎn)品的生產(chǎn)比倒數(shù)，再按一定的規(guī)則確定生產(chǎn)順序。流水線上傳送的順序稱作連鎖。生產(chǎn)與運作管理51混合流水生產(chǎn)線例題一條混流生產(chǎn)線生產(chǎn)A、B、C三種產(chǎn)品，計劃產(chǎn)量分別為3000、2000和1000件，試用生產(chǎn)比倒數(shù)法確定投產(chǎn)順序。（1）計算生產(chǎn)比Xi用各產(chǎn)品產(chǎn)量的最大公約數(shù)去除各產(chǎn)品的產(chǎn)量，本例題中最大公約數(shù)為1000，因此各產(chǎn)品的生產(chǎn)比如下：生產(chǎn)比總和為6，表示3個A產(chǎn)品、2個B產(chǎn)品、1個C產(chǎn)品構(gòu)成一個循環(huán)流程。生產(chǎn)與運作管理52混合流水生產(chǎn)線例題（2）計算生產(chǎn)比倒數(shù)mj生產(chǎn)與運作管理53混合流水生產(chǎn)線例題（3）確定投產(chǎn)順序

規(guī)則：生產(chǎn)比倒數(shù)最小的產(chǎn)品先投產(chǎn)，如有多個最小生產(chǎn)比倒數(shù)，則安排最小生產(chǎn)比倒數(shù)晚出現(xiàn)的產(chǎn)品先投產(chǎn)。采用這一規(guī)則時，如出現(xiàn)連續(xù)投入一品種時，應排除這個品種，再按此規(guī)則排序。給已選定的生產(chǎn)比倒數(shù)mj標上“*”號，并更新mj的值，即在所選定產(chǎn)品的

上再加上該產(chǎn)品的mj。重復以上的過程，直至得到的連鎖中各產(chǎn)品的數(shù)量分別等于它們的生產(chǎn)比。生產(chǎn)與運作管理54混合流水生產(chǎn)線例題（3）確定投產(chǎn)順序

計算次數(shù)A產(chǎn)品B產(chǎn)品C產(chǎn)品連鎖備注11A

選B21AB311ABA411ABAB5

1ABABA6

ABABAC表6－4用生產(chǎn)比倒數(shù)法確定投產(chǎn)順序生產(chǎn)與運作管理55混合流水生產(chǎn)線

優(yōu)點：使企業(yè)實現(xiàn)了多品種小批量大規(guī)模生產(chǎn)的目的，保持了流水生產(chǎn)線大規(guī)模生產(chǎn)、高效率和低成本的優(yōu)點，提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活性，能隨時滿足市場多樣化的需求，提高了企業(yè)的競爭能力。缺點：組織設計難度大，對產(chǎn)品設計和生產(chǎn)技術(shù)的要求更高，如產(chǎn)品的系列化、標準化、通用模塊化程度要高；在加工中轉(zhuǎn)換產(chǎn)品時要求快速調(diào)整設備，如快速更換模具、夾具、工具等；要求各生產(chǎn)環(huán)節(jié)銜接順暢，盡量實現(xiàn)同步化；要求有訓練有素和能夠勝任多工種的生產(chǎn)工人等。生產(chǎn)與運作管理56第6章流水生產(chǎn)線組織6.1流水生產(chǎn)線的基本概念6.2單一對象流水線的組織設計6.3多品種流水線的設計6.4多品種小批量生產(chǎn)生產(chǎn)與運作管理57概念多品種小批量生產(chǎn)是指在規(guī)定的生產(chǎn)期間內(nèi)，作為生產(chǎn)對象的產(chǎn)品種類（規(guī)格、形狀、尺寸、型號、色彩等）較多，而每種產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量較少的一種生產(chǎn)方式。6.4多品種小批量生產(chǎn)生產(chǎn)與運作管理58特點產(chǎn)品品種繁多，而批量與交貨期又各不相同。生產(chǎn)過程復雜，從材料到成品的工藝路線因產(chǎn)品而異，交錯復雜。對生產(chǎn)能力適應性要求高。由于品種不一，需求量不等，導致生產(chǎn)設備能力的過剩或不足，只能通過空閑或加班進行調(diào)節(jié)。環(huán)境條件多變。由于訂貨規(guī)格、數(shù)量、交貨期等變化大，往往因此而更改設計，出現(xiàn)特急任務，或發(fā)生零部件交貨不及時等意外情況。生產(chǎn)計劃的困難性。因為訂貨規(guī)格不一，造成產(chǎn)品設計和生產(chǎn)過程多變，工藝路線復雜，因此難以實現(xiàn)工藝計劃和進度計劃的最優(yōu)化。生產(chǎn)管理的動態(tài)性。由于生產(chǎn)過程中情況多變，例如設備故障、人員缺勤、操作熟練程度不夠、次品多等問題，管理人員往往靠經(jīng)驗和直覺進行管理，難以實現(xiàn)管理的規(guī)范化。生產(chǎn)與運作管理59適用范圍生產(chǎn)系統(tǒng)類型的劃分多品種小批量生產(chǎn):訂貨生產(chǎn)、訂貨裝配、具有多品種小批量生產(chǎn)特征的備貨生產(chǎn)、單件小批量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)方式中出現(xiàn)的所謂“混流生產(chǎn)方式”生產(chǎn)任務來源訂貨生產(chǎn)訂貨裝配備貨生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量多少單件小批生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)生產(chǎn)與運作管理60實施多品種小批量生產(chǎn)的必要性一般來說，多品種小批量生產(chǎn)方式與大量生產(chǎn)方式相比，效率低，成本和價格高、不容易實現(xiàn)自動化，因此，過去在接受訂單生產(chǎn)的中